JP3589135B2 - 検査用プローブ基板およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップの品質を検査するための検査用プローブ基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器のマーケットでは高速化、小型化、低価格化が強く要求されている。更に、パーソナルコンピューター、移動電話の普及と共にマルチメディアの対応が具体化している。これに対応するための最も有効なＬＳＩ実装方法がＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ ）である。ＭＣＭは、一枚の搭載用基板上に複数の裸のチップ（ベアチップ）を搭載してその相互配線長を極力減らし、従来のパッケージとプリント基板との組合せでは達成できない高性能が実現できる有効な手段として、機器開発の重要な技術に位置付けられている。しかし、このＭＣＭの最大のネックは、品質保証されたベアチップ（ＫＧＤ：ｋｎｏｗｎ ｇｏｏｄ ｄｉｅ）を選別するための非破壊検査方法である。従って、この検査に用いるＫＧＤ検査用プローブ基板は、ベアチップのアルミパッドと接触させて電気的な導通を確保するための検査用プローブを備えた品質検査装置である。
【０００３】
従来のＫＧＤ検査用基板の検査プローブとしては、例えばタングステン製の微小針をベアチップのパッド部の位置に合わせた検査用プローブ基板が用いられていた。しかしながら、従来の検査用プローブ基板では、基板の構造に大きな制約があるため、現在では微細配線を施した銅箔と可撓性絶縁フィルムとからなるフレキシブル配線基板に微小バンプ製造技術を採用したＫＧＤ判別用プローブ組み込みソケットが開発されている。
【０００４】
このＫＧＤ判別用プローブ組み込みソケット１１は、図４に示すように、べアチップ１３を検査用プローブ基板１４に搭載し、検査用プローブ基板１４をそれに対応するソケット下型１６に装着し、ソケット下型１６をバーンインソケット基体１８の凹部に載置し、ベアチップ１３の電極パッド１９と検査用プローブ基板１４の突起８とを機械的に接触させ、検査用プローブ基板１４とソケット上型１２とでべアチップ１３を挟み、複数の位置決めピン１７を介して固定する構造を有するものである。
【０００５】
このＫＧＤ判別用プローブ組み込みソケットを用い、電極パッドをそれぞれ全面に配置するフルグリッド配列からなるベアチップを検査する場合、これに対応させるべく検査用プローブ基板の上に０．５ｍｍピッチで検査用接触突起を形成するランドを配列する。しかしながら、この場合には導通リードのひき回しが困難になるため、従来、検査用プローブ基板であるフレキシブル基板をレーザにより穴を開け、その内部を導通化処理することにより上下の銅箔からなる配線を電気的に導通化させた、いわゆる２ｍｅｔａｌ 配線基板が用いられている。
【０００６】
図５は、従来の２ｍｅｔａｌ 配線基板を用いた検査用プローブ基板の部分製造工程図である。まず、同図（Ａ）に示すように、両面に銅箔１を有するフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にフォトエッチングを施し、ブラインドビア開口部３の銅をエッチングすることにより除去した後、さらに炭酸ガスレーザによりフレキシブル基板２に穴を開け、同図（Ｂ）に示すようにブラインドビア４を形成する。次いで、同図（Ｃ）に示すようにブラインドビア４の内部を導通化するために、ブラインドビア４及びフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にビアフィリング用銅めっき液５を行う。次に、同図（Ｄ）に示すように、この一方の銅箔１の面およびその裏面である他方の銅箔１の面の全面にフォトレジスト６を塗布した後、フレキシブル基板２の両面に露光および現像を施し、一方の銅箔１の面の上に所望の形状のエッチングマスクを形成する。そして、同図（Ｅ）に示すように一方の銅箔１の面をエッチング加工する。更に、同図（Ｆ）に示すように、双方の銅箔１の上に残存するレジスト膜を剥膜し、同図（Ｇ）に示すように、再びフレキシブル基板２の両面にフォトレジスト６を塗布し、露光および現像工程を経て、さらに、同図（Ｈ）に示すように、フレキシブル基板２の両面の銅箔１をエッチングする。同図（Ｉ）に示すように、再びフレキシブル基板２の両面のレジスト膜を剥膜し、一方の銅箔１の上に第１の配線パターン９を、他方の銅箔１の面の上に第２の配線パターン１０を形成する。同図（Ｊ）に示すように、再び第２の配線パターン１０の面にフォトレジスト６を塗布し、露光および現像を施し、同図（Ｋ）に示すように、第１の配線パターン９の面に厚付け銅めっき１５を施す。また、同図（Ｌ）に示すように、突起を形成するために第１の配線パターン９の面に所望の形状のフォトエッチング塗布部７を形成する。さらに、同図（Ｍ）に示すように、厚付け銅めっき１５をハーフエッチングし突起８を形成する。最後に同図（Ｎ）に示すように、第１の配線パターン９の面及び第２の配線パターン１０の面に残存するレジスト膜を剥膜し、検査用プローブ基板１４を作製する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の検査用プローブ基板の製造方法によると、ブラインドビアの内部を導通化するために行うビアフィリング用銅めっき工程と突起の素地とするために行う厚付け銅めっき工程の二つの工程が必要であるため、めっき作業に長時間を要するという欠点があるばかりか、検査用プローブ基板の生産性や歩留まりの低下が懸念されていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載された本発明は、基板の少なくとも片面に銅箔を備えたテープキャリア材の前記片面に、突起及びその突起と接続する第１の配線パターンを形成した検査用プローブ基板において、前記突起及び前記第１の配線パターンは、前記銅箔の上に積層された単一の導電材料のめっき層から形成されたものであることを特徴とする検査用プローブ基板である。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項２記載の発明は、前記基板はフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ基板である。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項３記載の発明は、前記突起の下部が、その突起の先端側よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ基板である。
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項４記載の発明は、基板の両面に銅箔を形成したテープキャリア材を設け、そのテープキャリア材の第１の面にブラインドビアを形成し、その第１の面と上記ブラインドビアに導電材料をめっきした後、さらにエッチングすることにより第１の配線パターンを形成し、前記導電材料の上にエッチングマスクを部分的に施した後、さらにハーフエッチングすることにより突起を形成し、前記テープキャリア材の第２の面をエッチングすることにより第２の配線パターンを形成したことを特徴とする検査用プローブ基板の製造方法。
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項５記載の発明は、前記基板はフレキシブル基板であることを特徴とする請求項４記載の検査用プローブ基板の製造方法である。
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項６記載の発明は、前記突起の下部が、その突起の先端側よりも広く形成されていることを特徴とする請求項４記載の検査用プローブ基板の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第一の実施形態を示す検査用プローブ基板の部分製造工程図である。尚、ここでは便宜上、検査用プローブ基板の一部分について説明するが、本発明は、本来的にベアチップの電極パッドに対応する程の数の突起を有するものであり、この突起が前記検査用プローブ基板の上を格子状に形成されたものである。同図（Ａ）に示すように、両面に銅箔１を有するフレキシブル基板２の両面に銅箔１を備えたテープキャリア材の一方の銅箔１の上にフォトエッチングを施し、ブラインドビア開口部３の銅をエッチングにより除去した後、さらに炭酸ガスレーザでフレキシブル基板２に穴を開け、同図（Ｂ）に示すようにブラインドビア４を形成する。
【００１５】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、フレキシブル基板２のブラインドビア４の壁面に導通化処理を施した後、さらにブラインドビア４及びフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にビアフィリング用銅めっき液５を施す。これにより、ブラインドビア４の内部は銅めっきで埋め込まれ、上下銅箔１の間を電気的に導通化することができるとともに、ブラインドビア４が開口する側に位置する銅箔１には、約２０μｍの銅めっきが施される。
【００１６】
次に、同図（Ｄ）に示すように、一方の銅箔１の面およびその裏面である他方の銅箔１の面の全面にフォトレジスト６を塗布した後、フレキシブル基板２の両面に露光および現像を施し、一方の銅箔１の面の上に所望の形状のエッチングマスクを形成する。そして、同図（Ｅ）に示すように、塩化第二鉄水溶液をスプレーし、一方の銅箔１の面をエッチング加工した後、一方の銅箔１の面のレジスト膜を剥膜し、同図（Ｆ）のような第１の配線パターン９を形成する。
【００１７】
次に、同図（Ｇ）に示すように、第１の配線パターン９の面の上の所望の位置に再びフォトレジスト６を塗布し、露光および現像工程を経て、エッチングマスクとしてのレジスト膜を形成する。
【００１８】
そして、同図（Ｈ）に示すように、再び塩化第二鉄水溶液をスプレーし、フォトエッチング塗布部７の下に位置する銅めっき部を残し、ビアフィリング用銅めっきをハーフエッチングし、フォトエッチング塗布部７を剥膜し、同図（Ｉ）に示すように突起８を形成する。
【００１９】
さらに、同図（Ｊ）に示すように第１の配線パターン９の面をフォトレジスト６により遮蔽し、他方の銅箔１の面にフォトレジスト６を塗布し、露光および現像工程を経て、同図（Ｋ）に示すように、さらにエッチング加工を施し、第２の配線パターン１０を形成する。
【００２０】
最後に、同図（Ｌ）に示すように、第１の配線パターン９の面および第１の配線パターン１０の面のレジスト膜を剥膜し、検査用プローブ基板１４を作製する。
【００２１】
図２は、本発明の第二の実施形態を示す検査用プローブ基板の部分製造工程図である。同図（Ａ）に示すように、両面に銅箔１を有するフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にフォトエッチングを施し、ブラインドビア開口部３の銅をエッチングにより除去した後、さらに炭酸ガスレーザでフレキシブル基板２に穴を開け、同図（Ｂ）に示すようにブラインドビア４を形成する。
【００２２】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、フレキシブル基板２のブラインドビア４の壁面に導通化処理を施した後、さらにブラインドビア４及びフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にビアフィリング用銅めっき液５を施す。これにより、ブラインドビア４の内部は銅めっきで埋め込まれ、上下銅箔１の間を電気的に導通化することができるとともに、ブラインドビア４が開口する側に位置する銅箔１には、約２０μｍの銅めっきが施される。
【００２３】
同図（Ｄ）に示すように、一方の銅箔１の面およびその裏面である他方の銅箔１の全面にフォトレジスト６を塗布した後、露光および現像工程を経て、一方の銅箔１の面の上に所望の形状のエッチングマスクを形成する。そして、同図（Ｅ）に示すように、塩化第二鉄水溶液をスプレーし、一方の銅箔１の面をエッチング加工した後、さらにレジスト膜を剥膜し、同図（Ｆ）に示すような第１の配線パターン９を形成する。
【００２４】
次に、同図（Ｇ）に示すように、第１の配線パターン９の面及び他方の銅箔１の面にフォトレジスト６を塗布し、図示しない両面露光機を使用することにより、フレキシブル基板２の両面を同時に露光および現像し、レジスト膜を形成する。
【００２５】
そして、同図（Ｈ）に示すように、再び塩化第二鉄水溶液をスプレーし、フォトエッチング塗布部７の下に位置する銅めっき部を残し、ビアフィリング用銅めっきをハーフエッチングすることにより、突起８を形成し、フレキシブル基板２の他方の銅箔１の面の上に第２の配線パターン１０を形成する。最後に（Ｉ）に示すように、第１の配線パターン９の面および第２の配線パターン１０の面のレジスト膜を剥膜し、検査用プローブ基板１４を作製する。
【００２６】
図３は、本発明の第三の実施形態を示す検査用プローブ基板の部分製造工程図である。同図（Ａ）に示すように、両面に銅箔１を有するフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にフォトエッチングを施し、ブラインドビア開口部３の銅をエッチングにより除去した後、さらに炭酸ガスレーザでフレキシブル基板２に穴を開け、同図（Ｂ）に示すようにブラインドビア４を形成する。
【００２７】
次いで、同図（Ｃ）に示すように、フレキシブル基板２のブラインドビア４の壁面に導通化処理を施した後、さらにブラインドビア４及びフレキシブル基板２の一方の銅箔１の上にビアフィリング用銅めっき液５を施す。これにより、ブラインドビア４の内部は銅めっきで埋め込まれ、上下銅箔１の間を電気的に導通化することができるとともに、ブラインドビア４が開口する側に位置する銅箔１には、約２０μｍの銅めっきが施される。
【００２８】
同図（Ｄ）に示すように、一方の銅箔１の面およびその裏面である他方の銅箔１の全面にフォトレジスト６を塗布した後、図示しない両面露光機を使用することにより、フレキシブル基板２の両面を同時に露光し、さらに現像を施し、一方の銅箔１の面及び他方の銅箔１の面の上に所望の形状のエッチングマスクを形成する。そして、同図（Ｅ）に示すように、塩化第二鉄水溶液をスプレーし、一方の銅箔１の面をエッチング加工した後、さらにレジスト膜を剥膜することにより、同図（Ｆ）のような第１の配線パターン９を形成する。
【００２９】
次に、同図（Ｇ）に示すように、第１の配線パターン９の上の所定の位置に再びフォトレジスト６を塗布し、双方の銅箔１の面の上に露光および現像工程を施し、所望の形状のレジスト膜を形成する。
【００３０】
そして、同図（Ｈ）に示すように、再び塩化第二鉄水溶液をスプレーし、フォトエッチング塗布部７の下の銅めっき部を残し、ビアフィリング用銅めっきをハーフエッチングし、突起８を形成する。最後に、（Ｉ）に示すように、第１の配線パターン９の面および第２の配線パターン１０の面のレジスト膜を剥膜し、検査用プローブ基板１４を作製する。
【００３１】
なお、上記本発明の第一から第三までの実施形態において、突起の酸化を防止し、かつべアチップの電極パッドと突起との接触時の抵抗を下げるため、突起８および第１の配線パターン９上にニッケルめっきを約１μｍ施し、さらに金めっきを約０．５μｍ施すのが好ましい。
【００３２】
また、突起８は、大きすぎると電極パッドへの接触力が弱くなり、電極パッドを覆う酸化膜を破壊できないことがあるため、直径１００μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３３】
ここに、突起８および第１の配線パターン９を形成するためのレジスト膜は、ドラムフィルムレジストを用いてもよい。
【００３４】
また、突起８の上の表面処理は金めっきとニッケルめっきの組合せに限定するものではなく、パラジウム、ロジウム、ニッケル合金、ダイヤモンド、シリカなどの硬質粉末を含有した複合めっき被膜などの多様な組合せであってもよい。
【００３５】
そして、本発明である検査用プローブ基板は、その検査の対象をべアチップに限るものではなく、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ ）にも適用することができるものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の検査用プローブ基板によると、突起と第１の配線パターンとが単一の導電性材料からなるため、突起と第１の配線パターンとが別個のめっきからなる従来の検査用プローブ基板よりも突起の密着性を著しく向上させることができる。
【００３７】
また、本発明の検査用プローブ基板の製造方法によると、ブラインドビアの内部を導通化するために行うビアフィリング用銅めっき工程と突起の素地とするために行う厚付け銅めっき工程の二つの工程によることなく、１回のビアフィリング用銅めっき工程を経ることにより、ブラインドビアを導通化することができるとともに突起の素地を形成することができるので、製造工程を簡略化し生産性を向上させることができる。
【００３８】
また、突起及び第１の配線パターンを設ける基板が、ポリイミドテープ材等のフレキシブル基板であるため、ベアチップの電極パッドの高さに数１０μｍのばらつきが生じても、基板がその凹凸に対応して変形し、前記電極パッドと前記突起との接触を確実にすることができる。
【００３９】
さらに、前記突起の下部が、前記突起の先端側よりも広く形成されていることにより、ベアチップの電極パッド及びＣＳＰの外部端子用はんだボールに形成された酸化皮膜を確実に突き破り、接触抵抗を大幅に低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す検査用プローブ基板の部分製造工程図である。
【図２】本発明の第二の実施形態を示す検査用プローブ基板の部分製造工程図である。
【図３】本発明の第三の実施形態を示す検査用プローブ基板の部分製造工程図である。
【図４】従来の技術による検査用プローブ基板を載置したＫＧＤ判別用プローブ組み込みソケットの断面構造図である。
【図５】従来の技術による検査用プローブ基板の部分製造工程図である。
【符号の説明】
１ 銅箔
２ フレキシブル基板
３ ブラインドビア開口部
４ ブラインドビア
５ ビアフィリング用銅めっき液
６ フォトレジスト
７ フォトエッチング塗布部
８ 突起
９ 第１の配線パターン
１０ 第２の配線パターン
１１ ＫＧＤ判別用プローブ組み込みソケット
１２ ソケット上型
１３ ベアチップ
１４ 検査用プローブ基板
１５ 厚付け銅めっき
１６ ソケット下型
１７ 位置決めピン
１８ バーンインソケット基体
１９ 電極パッド

Claims (6)

1. 基板の少なくとも片面に銅箔を備えたテープキャリア材の前記片面に、突起及びその突起と接続する第１の配線パターンを形成した検査用プローブ基板において、
   前記突起及び前記第１の配線パターンは、前記銅箔の上に積層された単一の導電材料のめっき層から形成されたものであることを特徴とする検査用プローブ基板。
2. 前記基板はフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ基板。
3. 前記突起の下部が、その突起の先端側よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ基板。
4. 基板の両面に銅箔を形成したテープキャリア材を設け、そのテープキャリア材の第１の面にブラインドビアを形成し、その第１の面と上記ブラインドビアに導電材料をめっきした後、さらにエッチングすることにより第１の配線パターンを形成し、
   前記導電材料の上にエッチングマスクを部分的に施した後、さらにハーフエッチングすることにより突起を形成し、
   前記テープキャリア材の第２の面をエッチングすることにより第２の配線パターンを形成したことを特徴とする検査用プローブ基板の製造方法。
5. 前記基板はフレキシブル基板であることを特徴とする請求項４記載の検査用プローブ基板の製造方法。
6. 前記突起の下部が、その突起の先端側よりも広く形成されていることを特徴とする請求項４記載の検査用プローブ基板の製造方法。

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